CN107346955A - 一种光伏组件单元及水上光伏发电系统 - Google Patents

一种光伏组件单元及水上光伏发电系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种光伏组件单元，所述光伏组件包括浮体及安装在所述浮体上的太阳能组件，所述浮体内朝向所述太阳能组件的一面开设有凹坑，所述凹坑里设置有将光线反射到所述太阳能组件背面的反光结构。本发明的一种光伏组件单元通过在浮体上开设凹槽，凹槽中设置反光结构，从而将更多的光线反射到太阳能组件的背面，以增加太阳能组件背面发电量。本发明的水上光伏发电系统由于采用了上述的光伏组件单元，能够显著提高对太阳能能量的利用，具有较好的社会效益和经济效益。

Description

一种光伏组件单元及水上光伏发电系统
技术领域
本发明属于光伏组件制造技术领域，具体涉及一种光伏组件单元及包括该水上光伏组件的发电系统。
背景技术
常规的太阳能光伏组件都为太阳能组件单面向光面接受太阳光的照射，产生光生电压和电流；双面太阳能组件为采用了双面太阳能电池生产制造出的太阳能光伏组件，将太阳能电池封装成太阳能组件时，通常正反两面都会采用透明材质的材料，比如玻璃或者透明的高分子作为前后面板，这样做的目的是使得太阳能光伏组件正反两面都能接受太阳能的照射，从而正反两面都可以产生光生电压和光生电流，增加对太阳能能量的利用。据实际应用数据显示，双面太阳能组件由于背面能够接受来自地面或者周边反射的光，相比单面的太阳能组件能够多产出约20%左右的发电量，但在接受同等辐照度时，背面的额定功率通常只能达到正面的90%左右，很显然是由于经过地面或草地或周边环境反射到电池片的背光面的光偏少，即地面或草地等周边环境对光直接反射到太阳能组件的背面的反射率较低，因此无法很好地高效利用双面电池的背面进行发电。
得益于双面太阳能电池组件的技术特点和双玻组件可靠耐候性，双面太阳能组件典型的产品双面双玻组件在多种应用场合得到了广泛的应用，其中一个典型的应用为渔光互补型的水上光伏发电系统，典型的水上光伏发电系统由光伏组件、承载光伏组件的浮体、各种连接固定结构以及导线、汇流箱等光伏系统零部件组成。但是由于水面会透射光或者对入射光进行全反射，因此水上双面组件的背面受光相较陆地可能更低。
针对这样的问题，目前较多的做法是在浮体表面开设通孔，通过水面的反射从而使太阳能电池背面接收到更多的光线，但是采用这样的措施所能达到的效果十分有限。
发明内容
有鉴于此，为了克服现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种光伏组件单元通过在浮体上开设凹槽，凹槽中设置反光结构，从而将更多的光线反射到太阳能组件的背面，增加太阳能组件背面发电量。
为了达到上述目的，本发明采用以下的技术方案：
一种光伏组件单元，包括浮体及安装在所述浮体上的太阳能组件，所述浮体内朝向所述太阳能组件的一面开设有凹坑，所述凹坑里设置有将光线反射到所述太阳能组件背面的反光结构。
优选地，所述反光结构为棱镜结构，所述棱镜结构的表面上设置有反光层。
更加优选地，所述凹坑中开设有贯穿所述浮体底部的通孔。
进一步优选地，所述浮体的侧壁开设有开口连通所述凹坑以透过光线。
进一步优选地，所述通孔内设置有反光材料。
再优选地，所述反光材料为反光板或反光涂料
优选地，所述太阳能组件倾斜地直接安装于所述浮体上或通过支架安装在所述浮体上。
更加优选地，所述浮体上具有连接机构以与其他的所述光伏组件单元或固定组件相连接。
优选地，所述凹坑为曲面，所述曲面上具有反光层。
本发明还提供了一种水上光伏发电系统，包括如上所述水上光伏组件所组成的光伏组件阵列。
与现有技术相比，本发明的有益之处在于：本发明的一种光伏组件单元通过在浮体上开设凹槽，凹槽中设置反光结构，从而将更多的光线反射到太阳能组件的背面，增加太阳能组件背面发电量；本发明的水上光伏发电系统由于采用了上述的水上光伏组件，能够显著提高对太阳能能量的利用，具有较好的社会效益和经济效益。
附图说明
图1为本发明的太阳能组件的层叠示意图；
图2为本发明的光伏组件单元的俯视图；
图3为实施例一中浮体的俯视图；
图4为实施例一中光伏组件单元的侧面剖视图；
图5为实施例二中光伏组件单元的侧面剖视图；
图6为实施例三中光伏组件单元的示意图；
图7为实施例四中光伏组件单元的示意图；
其中：太阳能组件-1，前板-11，前封装胶膜-12，电池片-13，后封装胶膜-14，背板-15，边框-16，浮体-2，凹坑-21，通孔-22，棱镜结构-23，连接机构-24，开口-25，反光板-26，反光涂料-27，支架-3。
具体实施方式
下面结合附图对本发明优选的实施方式进行详细说明。
参照图1，以下实施例中，太阳能组件1包括层压件以及接线盒、导线和边框16，其中层压件包括前板11、前封装胶膜12、电池片13、后封装胶膜14和背板15。前封装胶膜12和后封装胶膜14均为EVA胶膜，前板11为钢化玻璃，背板15为透明玻璃或透明高分子材料如PET等。
实施例一
参照图1至4，本实施例的一种光伏组件单元，包括浮体2及安装在浮体2上的太阳能组件1，浮体2内朝向太阳能组件1的一面开设有凹坑21，凹坑21里设置有将光线反射到太阳能组件1背面的反光结构。
本实施例中反光结构为棱镜结构23，棱镜结构23的表面上设置有反光层以更好地反射光线。凹坑21中开设有贯穿浮体2底部的通孔22，通孔22中可设有反光材料如反光板26或漂浮在水面上的反光层如反光涂料27。浮体2的侧壁开设有开口25连通凹坑21和外界以透过光线。从太阳能组件1中漏过的光线和开口25中穿过的光线通过凹坑21中的反光结构以及通孔22中的反光材料反射到太阳能组件1的背面，使太阳能组件1的背面能够接收到更多的光线以增大对对太阳能能量的利用。
本实施例中太阳能组件倾斜地安装于浮体2上，浮体2上具有连接机构24以与其他的水上光伏组件或固定组件如锚或固定桩相连接。
本实施例还提供了一种水上光伏发电系统，包括多个上述光伏组件单元所组成的光伏组件阵列。多个光伏组件单元通过导线连接，该水上光伏发电系统还包括各种连接固定结构以及导线、汇流箱等光伏系统零部件组成。
实施例二
参照图1至2和5，本实施例的一种光伏组件单元与实施例一基本相同，区别点在于：本实施例中的凹坑21为曲面，曲面上具有反光层以将光线反射到太阳能组件1的背面。
实施例三
参照图1至2和图6，本实施例的一种光伏组件单元与实施例一基本相同，区别点在于：本实施例中的太阳能组件1是通过支架3倾斜地安装在浮体2上，太阳能组件1下端距离浮体2上表面的高度大于20cm以更好地透过光线。本实施例中的通孔22内设置有反光板26。间距空隙可透过太阳光，光线能够到达组件下方设置的反光板26，反光板26能够将光线改变方向，反射到太阳能组件1的背面，以接近90°的角度垂直照射太阳能组件1背面的太阳能电池阵列，从而增加背面发电量。
实施例四
参照图1至2和图7，本实施例的一种光伏组件单元与实施例三基本相同，区别点在于：本实施例中的通孔22内设置有漂浮在水面上的反光层如反光涂料27。
在具体的实际应用中反光材料的选用、反光板26的安装位置、安装数量以及安装角度根据实际情况来进行调整，目的是使得更多的光线通过反光板26反射到太阳能组件1的背面，以增加太阳能组件1背面发电量。
本发明的一种光伏组件单元通过在浮体上开设凹槽，凹槽中设置反光结构，从而将更多的光线反射到太阳能组件的背面，以增加太阳能组件背面发电量。本发明的水上光伏发电系统由于采用了上述的光伏组件单元，能够显著提高对太阳能能量的利用，具有较好的社会效益和经济效益。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种光伏组件单元，包括浮体及安装在所述浮体上的太阳能组件，其特征在于：所述浮体内朝向所述太阳能组件的一面开设有凹坑，所述凹坑里设置有将光线反射到所述太阳能组件背面的反光结构。
2.根据权利要求1所述的一种光伏组件单元，其特征在于：所述反光结构为棱镜结构，所述棱镜结构的表面上设置有反光层。
3.根据权利要求1或2所述的一种光伏组件单元，其特征在于：所述凹坑中开设有贯穿所述浮体底部的通孔。
4.根据权利要求3所述的一种光伏组件单元，其特征在于：所述浮体的侧壁开设有开口连通所述凹坑以透过光线。
5.根据权利要求3所述的一种光伏组件单元，其特征在于：所述通孔内设置有反光材料。
6.根据权利要求5所述的一种光伏组件单元，其特征在于：所述反光材料为反光板或反光涂料。
7.根据权利要求1所述的一种光伏组件单元，其特征在于：所述太阳能组件倾斜地直接安装于所述浮体上或通过支架安装在所述浮体上。
8.根据权利要求7所述的一种光伏组件单元，其特征在于：所述浮体上具有连接机构以与其他的所述光伏组件单元或固定组件相连接。
9.根据权利要求1所述的一种光伏组件单元，其特征在于：所述凹坑为曲面，所述曲面上具有反光层。
10.一种水上光伏发电系统，其特征在于：包括如权利要求1-9中任意一项所述光伏组件单元所组成的光伏组件阵列。
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